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1  引言

    XML使得從工廠底層到企業(yè)辦公自動(dòng)化的系統(tǒng)集成變得非常容易，利用Internet技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)以任何文件格式進(jìn)行再使用、搜索和交換數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)從工廠底層的監(jiān)控和控制系統(tǒng)到較高級(jí)別的制造業(yè)企業(yè)應(yīng)用程序的縱向信息系統(tǒng)集成。同時(shí)在工廠自動(dòng)化和企業(yè)解決方案方面也能夠獲得較高的集成度。XML還能夠提供更好的方式將獲得的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息嵌入基于辦公自動(dòng)化信息處理的應(yīng)用程序中去，進(jìn)一步滿足企業(yè)對(duì)各種數(shù)據(jù)信息的需要。 

2  OPC DA（COM）的局限性

    以往的OPC（OLE for Process Contrl）規(guī)范是基于Microsoft COM/DCOM技術(shù)制定的。然而，由于COM自身的一些特點(diǎn)，使得它的應(yīng)用受到了一定的限制，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：
    (1)  依賴Microsoft環(huán)境，缺少跨平臺(tái)通用性
    由于COM/D COM對(duì)Microsoft平臺(tái)的依賴性，使得OPC COM接口很難被應(yīng)用到其它平臺(tái)上。如果運(yùn)行的是DCOM服務(wù)器程序，所有的分布式的客戶端不得不運(yùn)行于微軟的操作平臺(tái)上。
    (2)  難以與企業(yè)應(yīng)用程序連接
    企業(yè)應(yīng)用程序需要實(shí)時(shí)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，但是這些上層應(yīng)用程序大多沒有與OPCCOM服務(wù)器交互的OPC COM接口，因而無法連接到具有COM接口的OPC服務(wù)器進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)。
    (3)  不易通過防火墻，較難與Internet應(yīng)用程序集成
    現(xiàn)行的OPC COM應(yīng)用程序在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的局域網(wǎng)環(huán)境下能夠很好的工作。但當(dāng)你試圖通過Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)防火墻會(huì)過濾掉大多數(shù)基于COM傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，因此基于COM為了解決這些問題，人們用OPC XML標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)原有OPC服務(wù)器進(jìn)行必要的功能擴(kuò)充。OPC XML 標(biāo)準(zhǔn)具有良好的跨平臺(tái)通用性，而且基于廣泛應(yīng)用的Internet標(biāo)準(zhǔn)。

3  OPC XML解決方案

(1)  OPC XML簡(jiǎn)介  
    OPC XML DA用基于XML的Web服務(wù)概念，用SOAP（簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議）作為對(duì)應(yīng)用程序共享消息進(jìn)行包裝的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。OPC客戶端和服務(wù)器之間通過HTTP協(xié)議傳輸Web服務(wù)。OPC XML提供一種比較容易的方式用于通過Internet發(fā)布OPC數(shù)據(jù)信息，為企業(yè)自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)集成提供廣泛的連接特性。同時(shí)也為非Microsoft操作系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)布OPC數(shù)據(jù)信息提供一種數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換機(jī)制，這些平臺(tái)包括Linux、UNIX、CORBAR等。
    OPC XML DA支持Brows、Read、Write、Subscribe等服務(wù)，每種服務(wù)都包括一個(gè)請(qǐng)求（Request）和一個(gè)響應(yīng)（Response）。通過對(duì)這些服務(wù)的定義，提供了訪問工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口。請(qǐng)求和響應(yīng)按照SOAP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)被包裝成SOAP信封，信封標(biāo)題說明消息如何被處理，信封正文則包含工業(yè)過程信息。
(2)  OPC XML解決方案
    OPC XML標(biāo)準(zhǔn)采用了XML技術(shù)擴(kuò)展了OPC訪問數(shù)據(jù)信息平臺(tái)。OPC XML DA定義了一套基于XML的面向工廠自動(dòng)化和過程控制領(lǐng)域的數(shù)據(jù)信息交換接口，以便讓這一領(lǐng)域的自動(dòng)化過程控制設(shè)備橫跨Internet而工作。用OPC XML作為OPC COM數(shù)據(jù)服務(wù)器的補(bǔ)充，在OPC COM服務(wù)器上添加OPC XML接口，將OPC COM數(shù)據(jù)服務(wù)器采集的數(shù)據(jù)通過OPC XML發(fā)布到Web服務(wù)器上，這樣處于其它網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的授權(quán)用戶就可以很容易通過Internet訪問Web服務(wù)器提供的信息（如圖1所示）。

    下面以客戶端如何向服務(wù)器端發(fā)送讀請(qǐng)求為例，給出開發(fā)步驟及部分實(shí)現(xiàn)代碼。測(cè)試服務(wù)器網(wǎng)址為www.tswinc.us/XMLDADemo/XML_Sim/opcxmldaserver.asmx。
    步驟1：在工程目錄下建立一個(gè)文本文檔，把Read界面中各命令的參數(shù)值按照XML語言規(guī)范保存到這個(gè)文檔中，方便以后用到讀命令時(shí)進(jìn)行SOAP封裝。文檔中XML代碼如下：
<Read 
xmlns="  
http://www.tswinc.us/XMLDADemo/XML_Sim/opcxmldaserver.asmx">
  <Options
ReturnItemName="true"
  ReturnItemPath="true"
ReturnDiagnosticInfo="true"        
ReturnItemTime="true"
          ReturnErrorText="true"
ClientRequestHandle="123"
      LocaleID="" />
  <ItemList MaxAge="0">
    <Items MaxAge="0"
       ItemName="Bucket Brigade.Boolean"
     ClientItemHandle="264331" />
  </ItemList>
</Read>
    步驟2：SOAP請(qǐng)求需要SOAPAction HTTP標(biāo)頭。
SoapAction:= 'http://opcfoundation.org/webservices/XMLDA/1.0/’+’Read’;
    步驟3：發(fā)送的SOAP Envelop
ReadRequest  := TStringStream.Create（
‘<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>’
+’<SOAP-ENV:Envelopexmlns:SOAP-ENV=
"http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">'
+'<SOAP-ENV:Body>'
        + 步驟(1)建立的Read文檔的內(nèi)容
+'</SOAP-ENV:Body>'
       +'</SOAP-ENV:Envelope>');
    步驟4：命令發(fā)送函數(shù)Send
function TXMLDAClient.Send(const ReadReq: TStream): Integer;
……  //變量定義
begin
……
Request
:= HttpOpenRequest(FInetConnect, 'POST', PChar(FURLSite),nil,                        nil, nil, Flags, 0);
               //創(chuàng)建http句柄
ActionHeader:= GetSOAPActionHeader(FSoapAction);
HttpAddRequestHeaders(Request, PChar(ActionHeader), Length(ActionHeader), HTTP_ADDREQ_FLAG_ADD);
     //向HTTP請(qǐng)求句柄加入一個(gè)或多個(gè)HTTP請(qǐng)求頭部
……
BuffSize := ReadReq.Size; 
//設(shè)置緩沖區(qū)
if BuffSize > MaxSinglePostSize then
begin
 Buffer := TMemoryStream.Create;
  try      Buffer.SetSize(MaxSinglePostSize);
         //初始化緩沖區(qū)
        ……
        //開始發(fā)送
        Check(not HttpSendRequestEx(Request,@INBuffer,nil,                                HSR_INITIATE or HSR_SYNC, cardinal(self)));                                      //發(fā)送讀請(qǐng)求到XML DA Server
try
          while True do
 begin
 Len := BuffSize - ReadReq.Position;
                  //讀緩沖區(qū)數(shù)據(jù)
Len := ReadReq.Read(Buffer.Memory^, Len);
if Len = 0 then
raise Exception.Create(SInvalidHTTPRequest);
Check(not InternetWriteFile(Request, @Buffer.Memory^, Len,RetVal));
    //把數(shù)據(jù)寫入一個(gè)打開的Internet file
        ……
        finally …
    end;
end;
通過測(cè)試，客戶端能夠按照預(yù)定設(shè)計(jì)通過Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)讀、寫等基本功能。

5  結(jié)語

    現(xiàn)在工業(yè)過程自動(dòng)化控制領(lǐng)域正在積極容納電子商務(wù)的管理和應(yīng)用模式，以便更好地將工廠現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化過程控制與企業(yè)辦公自動(dòng)化集成在一起。OPC XML擴(kuò)展了OPC的功能，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)信息系統(tǒng)控制、監(jiān)控、管理3個(gè)層次間的信息溝通和系統(tǒng)整合。SOAP把成熟的基于HTTP的WEB技術(shù)與XML的靈活性和可擴(kuò)展性組合在了一起，使大量異構(gòu)程序和基于不同平臺(tái)子系統(tǒng)之間的互操作成為可能，從而使存在的應(yīng)用能夠被廣泛的用戶所訪問。SOAP與OPC XML必將為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成提供新的途徑。